能量流动与物质循环

生态系统的能量流动与物质循环考点一生态系统的能量流动1、能量流动的概念生态系统中能量的________、传递、________和散失的过程，称为生态系统的能量流动。2、能量流动的过程能量的输入：源头-_______流经该生态系统的总能量-生产者固定的_____总量能量的传递：流动的途径-______和________流动形式-________中的化学能能量的转化：________→有机物中的化学能→________(最终散失)。能量的散失：散失途径-呼吸作用，包括__________自身的呼吸消耗以及________的呼吸作用。散失形式-以_______形式散失。请画出能量流经第二营养级的示意图完成生态系统能量流动示意图计算式为：相邻两营养级之间的传递效率＝下一个营养级同化量/上一个营养级同化量×100%。区分能量传递效率和能量利用率摄入量、同化量、粪便量的关系（3）流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。1）能量的来源：生产者能量主要来自太阳能。其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。2）能量的去路：①自身_____消耗，转化为其他形式的能量和热能；②流向__________；③遗体、残骸、粪便等被__________分解；④未被利用：包括生物每年的积累量，也包括动植物遗体、残骸以化学燃料形式被储存起来的能量。即一个营养级同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋____________________或一个营养级同化的能量=________________+________________+________________或一个营养级同化的能量=________________+________________例1　如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。对该图分析不合理的是(　　)A．能量流动是伴随着物质利用而进行的B．图中甲为初级消费者同化的能量，即第二营养级所含有的能量C．该图不够完善，缺少甲中因呼吸以热能散失的能量D．乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的能量被分解者利用而未传递下去4、特点：(1)单向流动：能量只能沿着食物链由________流向高营养级。(2)逐级递减①每个营养级生物都因________而散失部分热能。②每个营养级生物总有一部分不能被____________利用。③传递效率为______(形象地用____________)。5、能量流动研究意义①帮助人们科学规划， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ________________，使能量得到最有效利用，实现能量的________。②帮助人们合理地_______生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向___________________。6、生态金字塔：完成下表填空，比较三种金字塔类型项目能量金字塔数量金字塔形生物量金字塔形状特点正金字塔形一般为____金字塔形，有时会出现____金字塔形一般为正金字塔形象征含义能量沿食物链流动过程中具有________的特性生物个体____在食物链中随营养级升高而逐级递减生物量(现存生物有机物的______)沿食物链升高逐级递减每一级含义每一营养级生物所含____的多少每一营养级生物个体的____每一营养级生物的________特殊形状能量流动的过程中总是有能量的消耗一株大树上鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能____浮游动物的生物量例2　如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是(　　)A．Ⅰ是初级消费者B．Ⅳ为分解者C．E1为太阳能，E2为热能D．能量可在食物链中循环利用能量传递相关计算1．能量的传递效率为10%～20%的含义是指一个营养级的总能量大约只有10%～20%传到下一营养级。如果按20%这一最高效率计算，若第一营养级的总能量为100%，第二营养级所获得的能量为20%，第三营养级所获得的能量为20%×20%＝4%……，第n营养级所获得的能量是第一营养级能量的eq\f(1,5n－1)(若按传递效率10%计算，公式为eq\f(1,10n－1))，由此可知生态系统中的能量传递一般不超过4～5个营养级。2．确定食物链中的营养关系。据能量传递效率20%计算，相邻两个营养级的能量差值也在5倍左右，若能量差值远比五倍小，则应位于同一营养级。3．提高能量利用率的措施不能提高能量传递效率。4．极值计算：(1)设食物链A→B→C→D，分情况讨论现实问题思路求解D营养级净增重M至少需要A营养级多少N×(20%)3＝M最多需要A营养级多少N×(10%)3＝MA营养级净增重ND营养级最多增重多少N×(20%)3＝MD营养级至少增重多少N×(10%)3＝M(2)在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食物链，当该消费者增加了某一值时，若要计算最少消耗生产者多少时，应选最短的食物链和最大传递效率20%进行计算，这样消费者获得的能量最多；若要计算最多消耗生产者多少时，应选最长的食物链和最小传递效率10%进行计算，这样消费者获得的能量最少。例3下图为生态系统中食物链所反映的能量流动情况，图中箭头表示能量流动的方向，单位为kcal/(m2·a)。下列说法错误的是(　　)A．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性B．辐射的太阳能中仅有1%左右的能量被生产者利用C．每一营养级的能量大部分用于呼吸和被分解者利用D．此生态系统中的分解者可利用图中A的所有能量考点二生态系统的物质循环一、生态系统的物质循环1．概念(1)物质：组成生物体的________________等元素。(2)物质循环：无机环境与________之间。(3)范围：整个________。2．特点(1)具有全球性，因此又称________________循环。(2)反复利用。(3)循环流动。二、实例——碳循环：分析完成生态系统的碳循环示意图1．大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的________或硝化细菌等的____________而实现的。2．无机环境中的存在形式：________和碳酸盐。碳元素在生物群落中的传播，主要靠________________，传递形式为________。碳在生物群落和无机环境之间循环是以________的形式进行的。3．大气中CO2的来源有三个：一是________________________；二是________________________；三是________________________。4．实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是________和________。5．碳在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是________的，其他各成分间的传递均是________的。6．温室效应(1)形成原因：①大量化学燃料的燃烧，大气中的________含量迅速增加，打破了生物圈中________的平衡；②植被破坏，降低了对大气中_____的调节能力(2)影响：加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。模型法判断碳循环中的各个成分模型一模型二模型三例1　下图为生态系统中碳循环的模式图。相关叙述正确的是(　　)A．1代表生产者，5可以代表化能合成作用B．碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递C．在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1D．1、2、3中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在群落和环境之间循环　例2气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。时期碳吸收量(kgC·a－1)碳释放量(kgC·a－1)A1.20×10141.20×1014B1.20×10141.26×1014(1)生态系统碳的吸收主要是通过________作用实现的，碳的释放主要是通过_______作用实现的。(2)表中________时期的生态系统处于稳定状态，原因是___________________________。(3)由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的___________________________________，导致大气中______________增加并引起全球气候变化。(4)人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特性而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的________阶段；又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的__________________________________________直接发酵转化为燃料乙醇。三、能量流动与物质循环的关系及意义分析物质循环和能量流动的关系图解，完成下列填空：1．从图中可以看出，无机环境为生物成分提供________和________。2．二者均开始于________，通过光合作用合成有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠道——食物链(网)一起进行。3．能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的________与________等过程。4．物质作为能量的________，使能量沿着食物链(网)流动。5．能量作为________，使物质循环不断地在生物________与________之间循环往返，能量以物质形式存在和流动，能量促进了物质的循环。6．意义：通过________和________，使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一整体。思维拓展1．能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，能在各级生态系统中进行。物质循环是在生物群落与无机环境之间反复循环，不具递减性，具有全球性。2．任何一个生态系统中，能量流动和物质循环都保持着相对的平衡，这是决定一个生态系统相对稳定的重要保证。例3下图表示生物圈中碳循环的部分示意图。A、B、C、D构成生物群落，箭头①～⑨表示循环过程。下列有关说法正确的是(　　)A．大气中的气体X是指二氧化碳和一氧化碳B．完成①过程的能量主要是由⑧过程提供的C．D经⑤、⑥、⑦过程获得的能量占A、B、C总能量10%～20%D．C处在第三营养级例4图1是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5表示有关的生理过程；图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况，请分析回答：(1)在图1中，B、C分别属于________________。碳元素在生物群落内传递是沿________实现的。(2)图1中表示呼吸作用过程的是________(填序号)。A、C、D为B提供____________。(3)若图1中的C产生60mol氧气，则流入D的能量一般不超过相当于________mol葡萄糖的能量。如果A发生瘟疫，D发生的变化是________________________。(4)在图2的食物链中，②/①的比值代表________(生物之间)的能量传递效率，③和④分别属于________和________(生物)间的同化量的一部分。实验探究　探究土壤微生物的分解作用1．实验原理(1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为________。(2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速度与环境中的____________、____________等生态因子相关。2．实验流程案例1案例2实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解____实验设计实验组对土壤____处理A杯中加入____________对照组对土壤不做任何处理B杯中加入30mL蒸馏水自变量土壤中是否含微生物土壤中的微生物的有无实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度____对照组AA1______A2产生______BB1______B2______结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉思维拓展1．探究活动最好在实验室中进行，以便控制变量，避免环境中不可控制的因素的影响。2．各地气候与环境等因素不同，微生物分解落叶的能力也不同，需要的时间也有差异，一般需要温暖、湿润的条件。例5　(2011·泰州联考)同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂，形成腐殖质。他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，不同生态系统的土壤微生物分解能力不同，并设计了实验进行验证。(1)实验设计首先要遵循的是________________原则和________________原则。(2)以带有同种落叶的土壤为实验材料，均分为A和B两组。实验时A组不做处理(自然状态)；B组用塑料袋包好，放在60℃的恒温箱中灭菌1小时。B组处理的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)(2)中实验的自变量是________________________，因变量是________________，无关变量是____________________________________________________________________________________(至少写出两点)。(4)如果同学们的猜测是正确的，若干天后(2)中B组的落叶________________。如果同学们用带有相同量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料，分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D组的实验，定期抽样 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 样品土壤中未腐烂的落叶的含量，请根据预测结果在右图中绘出相应的曲线。